电源设计技术信息网站

订阅电子杂志   English   繁體中文   日本語   한국어

下载中心

2016.12.15 DC/DC

开关稳压器的基础:自举

开关稳压器的特性和评估方法

自举电路是在输出开关上侧晶体管使用Nch MOSFET时所必要的电路。最近许多电源IC都搭载该电路,因此在评估电源电路时最好事先理解其工作。

Nch MOSFET的导通电阻低,作为开关使用的话可提升效率。此外,如果导通电阻相同的话,价格应该比PchMOSFET便宜。不过,如果要使用Nch MOSFET作为上侧开关并使其完全为ON,则必须有充分的VGS,也就是电压必须高于漏极电压。通常,漏极电压是VIN(输入电压),在电路内会变成最高的电压,因此在外部只能准备比漏极电压还高的电压。而产生该电压的便是自举式电路。

构造简单。以开关、电容器、二极管所构成的升压电荷泵并利用加入开关电压(VIN)和内部电压的电压作为上侧Nch MOSFET的栅极驱动。

无须自举式电路的Pch+Nch构造

利用自举式电路的Nch+Nch构造

  1. Nch MOSFET的导通电阻低,有助于提升效率,价钱也便宜
  2. 如果要使上侧晶体管为Nch MOSFET的话,VGS必须比漏极电压高
  3. 内部电路用的内部电源的电压并不充分
  4. 以开关、电容器、二极管构成升压电荷泵,产生上侧的Nch MOSFET用驱动的高电压
    上侧栅极驱动电源电压=VIN+内部电源电压-二极管的VF

近来,中功率以上的电路,输出的开关晶体管以Nch MOSFET为主流。尽管零件数稍微增加,然而却有重视效率的倾向。最近,为了减少零件数,也有将外置二极管纳入IC的类型

另外,自举电路也以相同理由被利用于异步整流型不仅Nch MOSFET,也被利用来降低使用双极性NPN晶体管类型的饱和电压。

关键要点:

・Nch MOSFET的导通电阻低,有助于提升效率,价钱也便宜

・上侧的晶体管使用Nch MOSFET所必须的自举

开关稳压器的特性与评估方法